Steuern Sie einen Heizkessel automatisch mit einem Wi-Fi-SCR-Modul
Dieser Artikel beschreibt, wie man einen Heizkessel mithilfe eines Wi-Fi-SCR-Moduls (SCR_485) und eines IAMMETER-Leistungsmessers automatisch steuert, um den Eigenverbrauchsanteil einer Photovoltaikanlage (PV) zu verbessern.
Durch die Anpassung der Ausgangsleistung des SCR-Moduls in Echtzeit entsprechend der Netzeinspeisung wird versucht, möglichst viel Einspeiseleistung zu verbrauchen und den Eigenverbrauchsgrad der PV-Anlage zu erhöhen.
Zuvor hatten wir ein Tutorial, in dem Sie erfahren haben, wie Sie mithilfe eines Wi-Fi-SCR-Moduls mit ESP Home-Firmware die Leistungsabgabe von ohmschen Lasten linear anpassen können. Weitere Einzelheiten finden Sie unter folgendem Link:ESP32 + SCR-Modul: Passen Sie die Leistungsabgabe von ohmschen Lasten, wie z. B. Heizungen, linear an.
Effektanzeige
Wie in der Abbildung gezeigt, wird die „Sollleistung“ des SCR-Controllers nach dem Aktivieren des Automodus kontinuierlich in Echtzeit entsprechend der Einspeiseleistung angepasst, sodass die Einspeiseleistung bei etwa 0 W bleibt.
Netzstromversorgung REV: Einspeiseleistung
SCR_485 Leistung: „Eingestellte Leistung“ von SCR_485
Über SCR_485
Ein linearer Leistungsregler mit einer maximalen Leistungsabgabe von 4 kW (220-V-System). Er kann die Leistungsabgabe im Bereich von 0 bis 4 kW linear regeln, wird zur Steuerung ohmscher Lasten (wie z. B. Kesselheizungen) empfohlen und bietet WLAN-Funktionalität.
Für weitere Informationen,siehe diesen Link.
Firmware
SCR_485 verwendetESP Home-Firmware, die vor dem Versand vorgeflasht wurde.
YAML
YAML-Datei:SCR-485.yaml.
Kunden müssen die IP-Adresse und die zugehörigen Phaseninformationen entsprechend ihrer tatsächlichen Stromzählernutzung konfigurieren.
Systemverdrahtung
Die Systemverdrahtung ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Die Hauptkomponenten sind wie folgt:
- Ein dreiphasiger Leistungsmesser von IAMMETER wird zur Messung der Netzleistung verwendet. Da der Leistungsmesser von IAMMETER ein bidirektionaler Zähler ist, kann er bidirektionale Leistung messen (vom Netz bezogene Leistung und ins Netz zurückgespeiste Leistung) und eineAPIum die Messergebnisse in Echtzeit abzulesen.
- SCR_485: Ein Wi-Fi-SCR-Modul, das die Leistungswerte vom IAMMETER-Messgerät über die API liest und die Leistungsabgabe in Echtzeit anpasst, um die Kesselheizung anzutreiben.
Passen Sie die Leistungsabgabe des SCR_485-Moduls automatisch an die Netzleistung an
Nach Abschluss der Systemverkabelung müssen Kunden die folgenden Aufgaben erledigen:
- Konfigurieren Sie die WLAN-Anmeldeinformationen „SCR_485“.
- Konfigurieren Sie den IAMMETER-Leistungsmesser in der ESP Home YAML-Datei.
- Parameter festlegen.
Konfigurieren Sie die WLAN-Anmeldeinformationen „SCR_485“
Konfigurieren Sie die WLAN-Anmeldeinformationen „SCR_485“
Konfigurieren Sie den IAMMETER-Leistungsmesser in ESP Home
Öffnen Sie die Webseite in ESP Home. Im Snapshot sehen Sie sechs aufgelistete Geräte, da wir derzeit sechs SCR_485-Einheiten in unserem Labor testen.
Aktualisieren Sie die YAML-Konfigurationsdatei mit diesemscr-485.yaml.
Passen Sie die YAML-Konfiguration entsprechend dem verwendeten Energiezählertyp an.
WEM3080
WEM3080ist der einphasige Leistungsmesser von IAMMETER. Wenn Sie also WEM3080 verwenden, bedeutet dies, dass die gemessene Leistung die Netzleistung ist und Sie nur die IP-Adresse des Messgeräts wie folgt einstellen müssen:
Ändern Sie die IP (10.10.30.33) in der YAML-Datei in die IP des Energiezählers.
yamlCode kopierenIntervall:
- Intervall: 5 s
dann:
- wenn:
Bedingung:
Lambda: 'return id(auto_mode);'
dann:
- http_request.get:
URL: „http://10.10.30.33/monitorjson“
Header:
Inhaltstyp: „application/json“
verify_ssl: falseWEM3080T/WEM3046T/WEM3050T:
WEM3080T/WEM3046T/WEM3050Tsind alle dreiphasigen Stromzähler von IAMMETER. Wenn Sie einen dreiphasigen Stromzähler verwenden, müssen Sie neben der Konfiguration der IP-Adresse auch auswählen, welche spezifische Phase zur Messung des Netzstroms verwendet wird.
Einstellen der IP-Adresse des Messgeräts
Ändern Sie die IP 10.10.30.33 in der YAML-Datei in die IP des Energiezählers.
Wählen Sie die spezifische Zählerphase zur Messung der Netzleistung aus
Wenn die Netzstromversorgung einphasig ist, kann jede Phase des Dreiphasenmessgeräts zum Messen der Netzleistung verwendet werden (wie im Abschnitt zur Systemverdrahtung gezeigt, wird Phase B zum Messen der Netzleistung verwendet).
Wenn die Netzstromversorgung dreiphasig ist, sollte die Gesamtleistung des Dreiphasenzählers zur Darstellung der Netzleistung verwendet werden.
Die Kommentare im folgenden Code weisen darauf hin:
yamlCode kopierenIntervall:
- Intervall: 5 s
dann:
...
int16_t power_value = root["Datas"][1][2];
# Leistungswert in Phase A: ["Datas"][0][2],
# Leistungswert in Phase B: er ist ["Datas"][1][2]
# Leistungswert in Phase C: er ist ["Datas"][2][2]
...Parameter festlegen
Melden Sie sich auf der Webseite an. Die Parametererklärungen lauten wie folgt:
Auto-Modus: Manueller Modus/Automatischer Modus.
Schwellenwert: Der Schwellenwert des Regelkreises.
Hysterese: Der Hystereseparameter des Schmitt-Triggers. Da eine Hoch- und Niedrigsteuerung verwendet wird, wird der Parameter „Hysterese“ hinzugefügt, um Schwingungen zu verhindern. Ein Vorgang wird ausgelöst, wenn Netzleistung > Schwellenwert + Hysterese oder Netzleistung < Schwellenwert - Hysterese.
Eingestellte Leistung: Die durch SCR_485 eingestellte Leistungsabgabe.
Maximale Leistung einstellen
Dieser Parameter ist die maximale Leistung der von SCR_485 gesteuerten Last. Da SCR_485 die Last durch Anpassen der Ausgangsspannung steuert, muss es diese maximale Leistung als Referenz verwenden, wenn es die Sollleistung berechnet.
Wenn die maximale Leistung beispielsweise auf 3,3 kW eingestellt ist, geht SCR davon aus, dass die Ausgangsleistung bei 220 V Betriebsspannung 3,5 kW beträgt. Wenn die eingestellte Leistung später auf 0,875 kW angepasst werden muss, reduziert SCR_485 die Spannung auf 110 V.
Schwellenwert und Hysterese festlegen
Die Einführung einer Hysterese soll eine häufige Betätigung des Steuersystems verhindern, ähnlich dem Prinzip eines Schmitt-Triggers. Nur wenn der gemessene Wert (Netzleistung) größer als „Schwellenwert + Hysterese“ oder kleiner als „Schwellenwert - Hysterese“ ist, wird eine Aktion ausgeführt (Anpassen der Leistungsabgabe von SCR_485).
Bsp.: Schwellenwert = -20 W, Hysterese = 50 W.
Diese beiden Einstellungen dienen dazu, die eingestellte Leistung von SCR_485 zu erhöhen, wenn die Netzleistung weniger als -70 W (-20-50) beträgt.
Diese beiden Einstellungen dienen dazu, die eingestellte Leistung von SCR_485 zu verringern, wenn die Netzleistung größer als 30 W (-20+50) ist.
Bitte beachten Sie, dass bei der bidirektionalen Messung des IAMMETER-Leistungsmessers negative Leistungswerte anzeigen, dass die PV-Anlage Strom in das Netz einspeist, während positive Leistungswerte anzeigen, dass die Anlage Strom aus dem Netz verbraucht.
Referenz
Ein intelligenter Thermostat-„Helfer“ mit linearer Leistungsanpassung, „Wi-Fi-Spannungsregler“
Aktivitäten - Beantragen Sie den Linear Power Controller (SCR-485)
https://esphome.io/guides/getting_started_command_line
